CN111564672B - 一种锂离子电池修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池修复方法，包括获取锂离子电池的电化学阻抗数据图谱；获取锂离子电池当前的荷电状态和温度；根据所述锂离子电池当前的荷电状态和温度，以及所述锂离子电池的电化学阻抗数据确定脉冲震荡电流的频率F及占空比D；根据所述频率F及占空比D设置脉冲震荡电流为锂离子电池充电。采用本发明的锂离子电池修复方法，可以有效延长锂离子电池的使用寿命，增加锂离子电池的使用容量，调节电池内部温升，提高锂离子电池充电品质及充电效率，拓宽锂离子电池的使用温度范围。

Description

一种锂离子电池修复方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种锂离子电池修复方法。
背景技术
随着储能技术及新能源汽车的快速发展，锂离子电池以其使用寿命长、环保安全、能量密度大、输出特性好等优点，在新能源汽车及储能领域得到了广泛的应用。
但是，锂离子电池在通常的使用过程中，都是作为直流源以直流电流充放电方式进行使用，而这样的使用方式会随着充电循环次数的增加使锂离子电池产生内部极化及析锂现象，导致锂离子电池使用寿命降低，可用容量降低，安全性变差。并且在低温使用时这些问题尤其明显。
发明内容
本发明旨在解决现有锂离子电池随着充电循环的增加，内部极化和电极表面形成锂结晶，使得锂离子电池容量衰减，降低使用寿命的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提出一种锂离子电池修复方法方法包括：
获取锂离子电池的电化学阻抗数据图谱；
获取锂离子电池当前的荷电状态和温度；
根据所述锂离子电池当前的荷电状态和温度，以及所述锂离子电池的电化学阻抗数据确定脉冲震荡电流的频率F及占空比D；
根据所述频率F及占空比D设置脉冲震荡电流为锂离子电池充电。
根据本发明的一种优选实施方式，所述获取锂离子电池的电化学阻抗数据具体为，测量锂离子电池在不同温度，不同荷电状态的对不同频率表现出的电化学阻数据，生成电化学阻抗数据图谱。
根据本发明的一种优选实施方式，所述测量锂离子电池在不同温度，不同荷电状态的对不同频率表现出的电化学阻数据包括：测量离子电池在低于0℃的低温环境下的电化学阻数据。
根据本发明的一种优选实施方式，所述占空比D的计算公式为：
Figure BDA0002500377320000021
Figure BDA0002500377320000022
其中，T0为参考温度，T1为锂离子电池当前温度，K为温度系数。
根据本发明的一种优选实施方式，根据所述频率F及占空比D设置脉冲震荡电流为锂离子电池充电具体为：
根据所述频率F及占空比D计算脉冲震荡电流的开通脉宽t1和关断脉宽t2；
所述脉冲震荡电流在t1段为脉冲电流，在t2段为震荡电流。
根据本发明的一种优选实施方式，所述开通脉宽t1计算公式为：
Figure BDA0002500377320000023
根据本发明的一种优选实施方式，所述关断脉宽t2计算公式为：
Figure BDA0002500377320000024
Figure BDA0002500377320000025
根据本发明的一种优选实施方式，所述脉冲震荡电流的频率F及占空比D随当前锂离子电池的荷电状态、温度而调整。
采用本发明的锂离子电池修复方法，可以有效延长锂离子电池的使用寿命，增加锂离子电池的使用容量，调节电池内部温升，提高锂离子电池充电品质及充电效率，拓宽锂离子电池的使用温度范围。
附图说明
为了使本发明所解决的技术问题、采用的技术手段及取得的技术效果更加清楚，下面将参照附图详细描述本发明的具体实施例。但需声明的是，下面描述的附图仅仅是本发明的示例性实施例的附图，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1是本发明实施例中一种锂离子电池修复方法流程图；
图2是本发明实施例中锂离子电池电化学阻抗图谱示意图；
图3是本发明实施例中脉冲信号波形示意图；
图4是本发明实施例中脉冲震荡电流波形示意图。
具体实施方式
现在将参考附图来更加全面地描述本发明的示例性实施例，虽然各示例性实施例能够以多种具体的方式实施，但不应理解为本发明仅限于在此阐述的实施例。相反，提供这些示例性实施例是为了使本发明的内容更加完整，更加便于将发明构思全面地传达给本领域的技术人员。
在符合本发明的技术构思的前提下，在某个特定的实施例中描述的结构、性能、效果或者其他特征可以以任何合适的方式结合到一个或更多其他的实施例中。
在对于具体实施例的介绍过程中，对结构、性能、效果或者其他特征的细节描述是为了使本领域的技术人员对实施例能够充分理解。但是，并不排除本领域技术人员可以在特定情况下，以不含有上述结构、性能、效果或者其他特征的技术方案来实施本发明。
各附图中相同的附图标记表示相同或类似的元件、组件或部分，因而下文中可能省略了对相同或类似的元件、组件或部分的重复描述。还应理解，虽然本文中可能使用第一、第二、第三等表示编号的定语来描述各种器件、元件、组件或部分，但是这些器件、元件、组件或部分不应受这些定语的限制。也就是说，这些定语仅是用来将一者与另一者区分。例如，第一器件亦可称为第二器件，但不偏离本发明实质的技术方案。此外，术语“和/或”、“及/或”是指包括所列出项目中的任一个或多个的所有组合。
图1是本发明实施例中一种锂离子电池修复方法流程图，如图1所示，方法包括：
S1、获取锂离子电池的电化学阻抗数据图谱；
S2、获取锂离子电池当前的荷电状态和温度；
S3、根据所述锂离子电池当前的荷电状态和温度，以及所述锂离子电池的电化学阻抗数据确定脉冲震荡电流的频率F及占空比D；
S4、根据所述频率F及占空比D设置脉冲震荡电流为锂离子电池充电。
获取电池在特定温度、特定荷电状态下的电化学阻抗数据，具体的，测试锂离子电池在不同温度、不同荷电状态下的对不同频率表现出的电化学阻抗谱。
具体的，如图2为锂离子电池电化学阻抗图谱示意图所示，锂离子电池在荷电状态为50％，温度为-20℃、-10℃、0℃、25℃时在频率范围0-100K赫兹内表现出的电化学阻抗图谱数据，其纵坐标为电化学阻抗，横坐标为频率。
进一步的，根据所述电化学阻抗数据以及当前电池的荷电状态及温度选取脉冲震荡电流的频率F及占空比D；
具体的，查询当前电池荷电状态及温度所对应的电化学阻抗数据，如图2所示，在电池荷电状态为50％、电池温度为0℃，以当前荷电状态在25℃时的直流阻抗为横坐标，其与0℃的电化学阻抗曲线交点对应的纵坐标即为所述脉冲震荡电流的频率设定值F,如图2所示，其对应的F为19K。
具体的，占空比D可用公式1计算得出，
Figure BDA0002500377320000041
其中，T0为参考温度，针对锂离子电池T0＝25℃，T1为锂离子电池当前温度，K为温度系数，针对锂离子电池K＝10。
进一步的，以频率F及占空比D设置脉冲震荡电流施加于锂离子电池上。
图3是脉冲信号波形示意图，如图3所示，所述脉冲震荡电流其开通脉宽为t1，
Figure BDA0002500377320000042
关断脉宽为t2，
Figure BDA0002500377320000043
图4是脉冲震荡电流波形示意图，如图4所示，所述脉冲震荡电流在t1段为脉冲电流，在t2段为震荡电流。
进一步的，当t1阶段，脉冲电流对锂离子电池进行充电，t2阶段，充电停止，震荡电流对锂离子电池进行充放电震荡循环。
进一步的，所述脉冲震荡电流的频率F及占空比D随锂离子电池当前的荷电状态、温度而调整。
具体的，随着充电的进行，锂离子电池的荷电状态、温度会发生变化，依据其对应的电化学阻抗图谱及荷电状态、温度调整脉冲震荡电流的频率F及占空比D。
本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所属技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本文所披露的实施例中，应该理解到，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

Claims (1)

1.一种锂离子电池修复方法，其特征在于，方法包括：
测量锂离子电池在不同温度，不同荷电状态的对不同频率表现出的电化学阻数据，生成电化学阻抗数据图谱，包括测量离子电池在低于0℃的低温环境下的电化学阻数据；
获取锂离子电池当前的荷电状态和温度；
根据所述锂离子电池当前的荷电状态和温度，以及所述锂离子电池的电化学阻抗数据确定脉冲震荡电流的频率F及占空比D，其中，以当前电池的荷电状态在25℃时的直流阻抗为横坐标，其与0℃的电化学阻抗曲线交点对应的纵坐标为所述脉冲震荡电流的频率F，所述占空比D的计算公式为：
Figure FDA0003637742260000011
T0为参考温度，T1为锂离子电池当前温度，K为温度系数，其中，所述脉冲震荡电流的频率F及占空比D随当前锂离子电池的荷电状态、温度而调整；
根据所述频率F及占空比D设置脉冲震荡电流为锂离子电池充电，其中根据所述频率F及占空比D计算脉冲震荡电流的开通脉宽
Figure FDA0003637742260000012
和关断脉宽
Figure FDA0003637742260000013
所述脉冲震荡电流在t1段为脉冲电流，在t2段为震荡电流。
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